'n Staanalleen sonne PV-stelsel is 'n stelsel wat sonne fotovoltaïese (PV) module gebruik om elektrisiteit uit sonlig te genereer en nie afhanklik is van die nutsnet of enige ander bron van elektrisiteit nie. 'n Staanalleen sonne PV-stelsel kan krag verskaf vir verskeie toepassings, soos verligting, wateropvoering, ventilasie, kommunikasie en vermaak, in afgeleë of buite-nettoe areas waar netelektrisiteit nie beskikbaar of betroubaar is nie.

'n Staanalleen sonne PV-stelsel bestaan tipies uit vier hoofkomponente:

• Sonne PV-module of -reeks wat sonlig omskep na direkte stroom (DC) elektrisiteit.

• 'n Laadregelaar of 'n maksimum krag punt volg (MPPT) wat die spanning en stroom van die sonne PV-module na die batterij en die belasting reguleer.

• 'n Batterij of 'n batterijbank wat die oormaat aan elektrisiteit wat deur die sonne PV-module tydens die dag gegenereer word, opberg en dit aan die belasting verskaf wanneer nodig, veral tydens die nag of tydens bewolkte weer.

• 'n Inwerter wat DC elektrisiteit van die batterij of die sonne PV-module omskep na wisselstroom (AC) elektrisiteit vir AC belastings.

Afhangende van die tipe en grootte van die belasting, kan 'n staanalleen sonne PV-stelsel op verskillende maniere geconfigureer word. In hierdie artikel sal ons vier algemene tipes staanalleen sonne PV-stelsels en hul voordele en nadele bespreek.

Staanalleen Sonne PV-Stelsel met Slegs DC-Belasting

Dit is die eenvoudigste tipe staanalleen sonne PV-stelsel, aangesien dit slegs twee hoofkomponente benodig: 'n sonne PV-module of -reeks en 'n DC-belasting. Die sonne PV-module of -reeks is direk verbonden met die DC-belasting, soos 'n waaierventilator, 'n pomp, of 'n lig, sonder enige tussenliggende toestel. Hierdie stelsel kan slegs tydens die dagure bedryf, wanneer daar genoeg sonlig is om die belasting te voorsien.

Die voordeel van hierdie stelsel is sy lae koste en eenvoud, aangesien dit nie 'n batterij, 'n laadregelaar, of 'n inwerter nodig het nie. Echter, die nadeel is sy beperkte toepassing en prestasie, aangesien dit nie krag kan verskaf tydens die nag of tydens swak sonligomstandighede nie. Bovendien varieer die uitgangsspanning en -stroom van die sonne PV-module of -reeks afhangende van die intensiteit en hoek van die sonlig, wat die werking van die belasting kan beïnvloed.

Staanalleen Sonne PV-Stelsel met DC-Belasting en Elektroniese Beheerkring

Hierdie tipe staanalleen sonne PV-stelsel verbeter op die vorige een deur 'n elektroniese beheerkring tussen die sonne PV-module of -reeks en die DC-belasting by te voeg. Die elektroniese beheerkring kan of 'n laadregelaar of 'n MPPT wees. Die laadregelaar reguleer die spanning en stroom van die sonne PV-module of -reeks om oorlaaiing of oordraaing van die batterij (indien teenwoordig) te voorkom en om die belasting te beskerm teen spanningfluktuasies. Die MPPT optimiseer die kraguitset van die sonne PV-module of -reeks deur die maksimum kragpunt onder verskillende sonligomstandighede te volg.

Die voordeel van hierdie stelsel is dat dit die benutting en doeltreffendheid van die sonne PV-module of -reeks verhoog en sy leeftyd verleng. Dit verbeter ook die prestasie en betroubaarheid van die belasting deur stabiele spanning en stroom te verskaf. Echter, die nadeel is dat dit die koste en kompleksiteit van die stelsel verhoog, aangesien dit 'n addisionele toestel en bedrading vereis. Bovendien kan hierdie stelsel steeds nie krag verskaf tydens die nag of tydens swak sonligomstandighede sonder 'n batterij nie.

Staanalleen Sonne PV-Stelsel met DC-Belasting, Elektroniese Beheerkring, en Batterij

Hierdie tipe staanalleen sonne PV-stelsel voeg 'n batterij of 'n batterijbank by aan die vorige een om kragverskaffing tydens die nag of tydens swak sonligomstandighede te moontlik maak. Die batterij stoor die oormaat aan elektrisiteit wat deur die sonne PV-module of -reeks tydens die dag gegenereer word, en verskaf dit aan die belasting wanneer nodig. Die elektroniese beheerkring reguleer die laaiing en ontlading van die batterij en beskerm dit teen oorlaaiing of oordraaing.

Die voordeel van hierdie stelsel is dat dit kontinue en betroubare krag kan verskaf vir beide dag- en nagtoepassings. Dit kan ook veranderlike belastings en piekbehoeftes hanteer deur verskillende groottes en tipes batterije te gebruik. Echter, die nadeel is dat dit die koste en kompleksiteit van die stelsel verder verhoog, aangesien dit meer komponente en instandhouding vereis. Die batterij voeg ook gewig en volume by aan die stelsel en het 'n beperkte leeftyd en doeltreffendheid.

Staanalleen Sonne PV-Stelsel met AC/DC-Belasting, Elektroniese Beheerkring, en Inwerter

Hierdie tipe staanalleen sonne PV-stelsel voeg 'n inwerter by aan die vorige een om die gebruik van AC-belastings, soos toerusting, rekenaars, TV's, en ligte, asook DC-belastings, moontlik te maak. Die inwerter omskep die DC elektrisiteit van die batterij of die sonne PV-module of -reeks na AC elektrisiteit van die gewenste spanning en frekwensie. Die inwerter kan of 'n stand-alone toestel wees of geïntegreer wees met die laadregelaar of die MPPT.

Die voordeel van hierdie stelsel is dat dit sowel AC as DC krag kan verskaf vir 'n wyd verspreide reeks toepassings en toestelle. Dit kan ook meer doeltreffend en flexibel wees as die gebruik van aparte stelsels vir AC en DC-belastings. Echter, die nadeel is dat dit die koste en kompleksiteit van die stelsel verder verhoog, aangesien dit 'n addisionele toestel en bedrading vereis. Die inwerter voeg ook verliese en geraas by aan die stelsel en mag beskerming teen skokkings en foute nodig hê.

Gevolgtrekking

Staanalleen sonne PV-stelsels is nuttige en haalbare opsies vir die verskaffing van elektrisiteit in afgeleë of buite-nettoe areas waar netkrag nie beskikbaar of betroubaar is nie. Hulle kan ook gebruik word om netkrag aan te vul of om afhanklikheid van fossiele brandstowwe te verminder. Afhangende van die tipe en grootte van die belasting, kan verskillende tipes staanalleen sonne PV-stelsels geconfigureer word met verskeie komponente, soos sonne PV-module of -reekse, laadregelaars of MPPT's, batterije, inwerter, en AC/DC-belastings. Elke tipe stelsel het sy eie voordele en nadele ten opsigte van koste, kompleksiteit, prestasie, betroubaarheid, en instandhouding.

Om 'n geskikte staanalleen sonne PV-stelsel vir 'n spesifieke toepassing te ontwerp, moet verskeie faktore oorweeg word, soos:

• Die belastingskenmerke (krag, spanning, stroom, frekwensie, AC/DC)

• Die sonkragbeskikbaarheid (sonuur, intensiteit, hoek)

• Die stelselgroting (sonne PV-module of -reeks grootte, batterijkapasiteit, inwertergraad)

• Die stelselkonfigurasie (reeks of parallelverbinding van module of batterije)

• Die stelselbeskerming (vusse, breekers, skokbeskermers)

• Die stelselmonitoring (meter, aanduiders, sensore)

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels wat gedeel word, indien inbreuk plaasvind kontak vir verwydering.